Jellemzők, funkciók, példák és mechanizmusok a homeosztázis fenntartásához

Homeosztázis - bármely önszabályozó folyamat, amellyel a biológiai rendszerek rohannak a belső stabilitás fenntartására, a túlélés optimális feltételeihez való alkalmazkodásra. Ha a homeosztázis sikeres, akkor az élet folytatódik, ellenkező esetben a katasztrófa vagy a halál bekövetkezik. Az elért stabilitás valójában dinamikus egyensúly, amely folyamatosan változik, de viszonylag homogén körülmények érvényesülnek.

A homeosztázis jellemzői és szerepe

A dinamikus egyensúlyi rendszerek folyamatos állapotot kívánnak elérni, egyensúlyt, amely ellenzi a külső változásokat. Ha egy ilyen rendszer megtört, beépített vezérlőeszközök reagálnak az új egyenleg telepítésére. Ez a folyamat az egyik ellenőrzés a visszajelzéssel. A homeosztatikus szabályozás példái az elektromos láncok és ideg- vagy hormonrendszerek által közvetített funkciók integrációs és koordinációs folyamata.

A mechanikai rendszerben a homeosztatikus szabályozás másik példája egy helyiséghőmérséklet-szabályozó vagy termosztát hatására. . Amikor a helyiséget lehűtjük, a kontúr befejeződött, és a fűtött be van kapcsolva, és a hőmérséklet emelkedik. A megadott szinten a lánc megszakad, a kemence leáll, és a hőmérséklet csökken.

.

Amint korábban megjegyeztük, a homeosztázis kifejezés a test belső környezetének karbantartását jelenti, szűk és mereven ellenőrzött határértékekben. A homeosztázis fenntartásához fontos fő funkciók a folyadékok és az elektrolit, a savas szabályozás, a termoreguláció és az anyagcsere-szabályozás egyensúlya.

A test kontroll hőmérséklete az emberekben a biológiai rendszerben a homeosztázis kiváló példája. A normál testhőmérséklet körülbelül 37 ° C, de különböző tényezők befolyásolhatják ezt a mutatót, beleértve a hormonokat, az anyagcsere-sebességet és a túlzottan magas vagy alacsony hőmérséklethez vezetõ betegségeket. A kontroll hőmérséklet-szabályozást egy hypothalamus nevű agyterület vezérli.

A testhőmérsékleten lévő visszajelzések a véráramláson keresztül kerülnek át az agyba, és a légzési sebesség, a vércukorszint és az anyagcsere sebessége kompenzációs kiigazításokhoz vezetnek. Az emberek veszteségét az emberekben az aktivitás, az izzadási és hőcserélő mechanizmusok csökkenése biztosítja, amelyek több vért lehetővé teszik a bőrfelület közelében.

A hőveszteség csökkentése az elszigeteltség, a vérkeringés csökkentése miatt történik, a bőrön és a kulturális változások, például a ruházat, a ház és a harmadik fél hőforrásainak használata. A magas és alacsony testhőmérséklet közötti tartomány egy homeosztatikus fennsík - "normál" tartomány, amely támogatja az életet. Ahogy közeledik a két szélsőség bármelyikével, a korrekciós intézkedés (negatív visszacsatolással) visszaadja a rendszert a normál tartományba.

A homeosztázis fogalmát a környezeti feltételek mellett is alkalmazzák. Első alkalommal, amikor az amerikai ökológus Robert Makartur 1955-ben javasolta, az az elképzelés, hogy az ökoszisztémák homeosztázisai a biológiai sokféleség kombinációjának és a fajok közötti nagyszámú környezeti kölcsönhatásokból származnak.

Az ilyen feltételezés olyan koncepciónak tekinthető, amely segíthet az ökológiai rendszer fenntarthatóságának magyarázatában, vagyis az idő múlásával bizonyos típusú ökoszisztémának megőrzése. Azóta a koncepció kissé megváltozott, és bekapcsolta az ökoszisztéma nem élő összetevőjét. Ezt a kifejezést számos környezetvédőn használták fel a viszonosság leírására, amely az életben és a nem élő ökoszisztéma-összetevők között fordul elő a status quo fenntartásához.

GEASI Hypothesis - the Earth model proposed by the English scientist James Lavlock, which considers various living and non-resident components as the components of a larger system or a single organism, making it assuming that the collective efforts of individual organisms contribute to homeostasis on the bolygószint.

Cell homeosztázis

A sejtek a testkörnyezettől függenek, hogy fenntartsák az életképességet és helyesen működjenek. A homeosztázis támogatja a testkörnyezetet az ellenőrzés alatt, és megőrzi a sejtes folyamatok kedvező feltételeit. A megfelelő testviszonyok nélkül bizonyos folyamatok (például ozmózis) és fehérjék (például enzimek) nem működnek megfelelően.

Miért fontos a homeosztázis fontos a sejtekhez? Az élő sejtek függenek a körülöttük lévő vegyi anyagok mozgásától. A vegyi anyagokat, például az oxigént, a szén-dioxidot és az oldott élelmiszereket sejtekbe és tőlük. Ezt diffúziós és ozmózis-eljárások végzik a víz és a só egyensúlyától függően a homeosztázis által támogatott testben.

A sejtek az enzimektől függenek, hogy felgyorsítsák a sejtek megélhetését és funkcionalitását támogató kémiai reakciókat. Ezek az enzimek bizonyos hőmérsékleteken működnek, ezért ismét homeosztázis létfontosságú a sejtek számára, mivel támogatja az állandó testhőmérsékletet.

A homeosztázis példái és mechanizmusai

Íme néhány fő példa a homeosztázisra az emberi testben, valamint támogatja mechanizmusukat:

Testhőmérséklet

A homeosztázis leggyakoribb példája az emberekben a testhőmérséklet szabályozása. Normál testhőmérséklet, ahogy fent írtunk, 37 ° C. A normál mutatók feletti vagy alatti hőmérséklet súlyos szövődményeket okozhat.

Az izmos elégtelenség 28 ° C-os hőmérsékleten következik be. 33 ° C-on a tudat elvesztése van. 42 ° C hőmérsékleten a központi idegrendszer elkezd összeomlani. A halál 44 ° C-on fordul elő. A test a felesleges hő kifejlesztésével vagy felszabadításával szabályozza a hőmérsékletet.

Glükózkoncentráció

A glükózkoncentráció a véráramban jelen lévő glükóz (vércukor) mennyiségére vonatkozik. A test energiaforrásként használja a glükózt, de a feleslege vagy hátránya súlyos szövődményeket okozhat. Néhány hormon szabályozza a vér glükózkoncentrációját. Az inzulin csökkenti a glükózkoncentrációt, míg a kortizol, a glukagon és a katecholaminok növekednek.

Kalciumszint

A csontok és a fogak körülbelül 99% -os kalciumot tartalmaznak a szervezetben, míg a fennmaradó 1% a vérben kerül forgalomba. A vérben túl nagy vagy elégtelen kalciumtartalom negatív következményekkel jár. Ha a kalcium szintje a vérben túlságosan csökken, az ejtőernyős mirigyek aktiválják a receptorokat, érzékenyek a kalciumra, és felszabadítják a mellékpajzsmos hormont.

PTH jelzi a csontokat, hogy ki kell engedni a kalciumot, hogy növelje koncentrációját a véráramban. Ha a kalciumszint túl sokat növekszik, a pajzsmirigy a kalcitonint felszabadítja és rögzíti a csontok felesleges kalciumát, ezáltal csökkentve a kalcium mennyiségét a vérben.

Folyékony térfogat

A testnek állandó belső környezetet kell fenntartania, ami azt jelenti, hogy szabályozni kell a folyadék elvesztését vagy feltöltését. A hormonok segítenek beállítani ezt az egyensúlyt, ami ürül vagy folyadékot tart. Ha a testnek nincs elég folyadék, az antidiuretikus hormon jelzi a vesék a folyadék megőrzését és csökkenti a vizelet hozamát. Ha a test túl sok folyadékot tartalmaz, elnyomja az aldoszteront és nagyobb mennyiségű vizeletet jelez.